Измеритель эффективного напряжения

(61) Дополнительное к авт. свил-ву Заявлено 07.10,77 (2 51) И 25 29203(1801 й 19 прис вкиение ввуаарствеииый кеммтет СССР вв,аелам изебретвиий и еткрытий.7 (088.8) Дата опубликования 2) Авторы изобретени И, Губарь и С, В. Андре иевский ордена Ленина политехническийим, 50-летия Великой Октябрьсковол юции институтсолиалистичаско(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭфФЕКТИВ Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к измерению эффективных напряжений, и может быть использовано в вольтметрах переменного напряжения с линейной шкалой.Известен измеритель эффективного на пряжения, содержащий последовательно соединенные двухполупериодный выпрями. тель, формирователь квадратичной зависимости и фильтр, Выпрямитель выполнен по мостовой схеме на диодах, а формиро та ватель квадратичной зависймости имеет реэистивные делители напряжения, диоды и резистор 1.Однако это устройство имеет ограниченный динамический диапазон измеряемых сигналов (не более 20 дБ) и большую погрешность измерения из -.а изменения внутреннего сопротивления диодов при различных уровнях сигналов,Наиболее близким по технической сущ 20 ности к изобретению является измеритель эффективного напряжения, содержащий пояедовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель, формирователь квай ратичной зависимости и фильтр, Выход которого подключен к дополнительному входу формирователя квадратичной эави симости и является выходом устройства. Причем формирователь квадратичной зависимости имеет аппроксимирующий каскад, выполненный на усилителе, в пепи отрицательной обратной связи которогд вкпючены параллельно и встречно друг другу две пеночки иэ последовательно соединенных резистора и диода 2.В этом измерителе эффективного напряжения формирователь квадратичной зависимости аяпроксимирует входной сиг нал от нуля до амплитудного значения, т, е. имеет диапазон аппроксимации больше эффективного значения напряжения в число раз, равное максимальному пик фактору входного сигнала, Поэтому для получения высокой точности аппроксима. лии требуется использовать большое количество каскадов в формирователе квадратичной зависимости.Цепью изобретения является упрощениеустройства путем сокрашения количествааппроксимирующих каскадов.Поставленная пель достигается тем,что в измеритель эффективного напряжения, содержащий фильтр, подключенныйк выходу устроиства, п последовательносоединенные двухполупериодный выпрямитель, подключенный ко входу устройства,и формирователь квадратичной зависимос-.ти с аппроксимирующими каскадами, введены фиксатор уровня, усилитель и коммутатор, один вход которого соединен свыходом формирователя квадратичной зависимости, а другой - с его допопнитепным входом и выходом усипителя, одинвыход коммутатора соединен с инвертирующим входом усцпитепя, а другой - совходом фильтра и первым входом фиксатора уровня, выход которого подключенк управляющим входам коммутатора, анеинвертирующий вход усилителя соединенсо вторым входом фиксатора уровня и свыходом фипьтра.На чертеже представлена бпок-схемаизмерителя эффективного напряжения,Измеритель эффективного напряжениясодержит последовательно соединенныедвухполупериодный выпрямитель 1 и формироважпь 2 квадратичной зависимости,коммутатор 3, усипитепь 4, фиксатор 5уровня и фипьтр 6, Один вход коммутатора 3 соединен с выходом формировате.пя 2 квадратичной зависимости, а другойвход - с его допопнитепьным входом ивыходом усилителя 4, Первый выход ком,мутатора 3 соединен с инвертирующимвходом усилителя 4, а второй выходсо входом фильтра 6 и с первым входомфиксатора 5 уровня, выход которого под-кпючен к управляющим входам коммута.тора 3. Неинвертирующий вход усилителя4 соединен со вторым входом фиксатора5 уровня и выходом фипьтра 6, Вход устройства подключен ко входу двухпопупериодного выпрямитепя 1, а выход - к выходу фипьтра 6. формирователь 2 квадратичной зависимости выполнен на восьмиаппроксимирующих каскадах. Коммутатор3 выполнен на двух ключах 7 и 8.Измеритель эффективного напряженияработает следующим образом,При подаче на вход двухполупериодного выпрямителя 1 переменного напряжения Она выходе фильтра 6 напряжениеравногде 0- напряжение на входе фильтра 6;Т - время усреднения,Очевидно, что за время усреднения Тусловие5 Фц Вьхвыполняется в течение какого-то времениТ(Т, а в течение времени Т-Твыполняется усповиеО10ср ВыхФиксатор 5 уровня ущивпяет переключением ключей 7, 8 коммутатора Э так, чтопри ОфОьрнинаходятся вположениисМ,а при О Оьх, положении РКогда35ключи 7, 8 коммутатора 3 находятся вположении О, усилитель работает какповторитель, и тогда напряжение на выходе формирователя квадратичной зависимости 2 имеет вид 2 йх кВ- ц(2) Как только это напряжение превыситзначение выходного напряжения фильтра6 аыхфиксатор уровня 5 перекпючаеткпючи 7 и 8 коммутатора 3 в положениеД . Прй этом выход формирователя 2квадратичной зависимости подключается 45. к инвертирующему входу усипитепя 49 ипоскольку коэффипиент усиления поспеднвго выбран достаточно бопьщой, то напряжение на обоих его входах равны, а значит выходное напряжение формироватепя2 квадратичной зависимости равно выходьному напряжению фильтра 60 ь,. С другой стороны,вхкь ОФ 55 где Оф - напряжение на фокальном входе формирователя 2, соединенном в этом случае со входом усредняющего фильтра 6. где Ок - выходное напряжение формироватепя 2 квадратичной зависимости.Выходное напряжение фильтра 6 подается в этом случае, через усипитепь 4, который работает в режиме повторитепя, 36на дополнительный вход формирователяквадратичной зависимости 2. При этомего выходное напряжение подается навход фильтра 6 и, следовательно, равно655979 бсительной погрешностью 0,05 ь и пик.акторе входного напряжения, равном тремимеет восемь аппроксимируюцих каскадов,в то время как известное устройство должВ но иметь шестнадцать аппроксимирующихкаскадов,В результате;2вхОф Вых,откуда г вы коткуда На выходе усредняющего фильтра 6 1 Опосле усреднения за время Т на (3) и(5) получаем о Выа ВЫх о Вьв т20 ои равно эффективному значению входного напряжения.Из выражений (3) и (4) видно, что выходное напряжение формирователя квад ратичной зависимости 2 не превышает выходного напряжения фильтра 6, а, сле- й довательно, и эффективного значения входного напряжения. Поэтому формирователь квадратичной зависимости 2 не имеет аппроксимирующих каскадов в диапазоне от эфективного до максимального значения входного напряженияИзобретение позволяет значительно сократить число аппроксимирующих васка дов в формирователе квадратичной зави 40 симости и тем самым упростить схему устройства в целом. Так например, измеритель эффективного напряжения с отнофорМула изо бретен ия Измеритель эффективного напряжения,содержащий фильтр, подключенный к выходу устройства, и последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель,подключенный ко входу устройства, иформирователь квадратичной зависимостис аппроксимирующими каскадами, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения устройства путем сокращенияколичества аппроксимирующих каскадов,в него введены фиксатор уровня, усилитель и коммутатор, один вход которогосоединен с выходом формирователя квадратичной зависимости, а другой - с егодополнительным входом и выходом усилителя, один выход коммутатора соединенс инвертирующим входсм усилителя, адругой - со входом фильтра и первымвходом фиксатора уровня, выход которогоподключен к управляющим входам комму"татора, а неивертирующий вход усилителясоединен со вторым входом фиксаторауровня и с выходом фильтра.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Волгин Л, И. Линейные электрические преобразователи для приборов и систем, М, фСоветское радио", 1971,с. 194,2, Окс, Ричмен, Быстродействующийизмеритель эффективного напряжения, Электроника, 1969, т, 42, % 20, с. 9-13. ЦНИИПИ Заказ 1509/35Тираж 1089 Подписное филиал ППП Патент,г,Ужгород,ул. Проектная, 4